JP4100784B2

JP4100784B2 - インダクションコンベヤ

Info

Publication number: JP4100784B2
Application number: JP31237798A
Authority: JP
Inventors: 俊介下川; 尚宏前田
Original assignee: Tsubakimoto Chain Co
Current assignee: Tsubakimoto Chain Co
Priority date: 1998-11-02
Filing date: 1998-11-02
Publication date: 2008-06-11
Anticipated expiration: 2018-11-02
Also published as: JP2000136021A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、仕分けコンベヤへ、搬送物の前後間隔を一定に制御して受け渡すことのできるインダクションコンベヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の特公平８−６１５号公報に記載されているような仕分けコンベヤにおいては、搬送面上から物品を側方の仕分け位置に押し出すための多数のスライドシューが設けられている。
【０００３】
これらのスライドシューは、物品が仕分け位置近傍まで搬送されてくると、搬送面下方に設けられたスイッチユニットに案内されて、搬送面の移動とともに横方向にスライドし、物品を仕分け位置に配置されているシュート等へ排出するようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前述したような仕分けコンベヤで物品の仕分けを行う場合には、搬送面上に載せられる前後の物品の搬送間隔をある程度確保する必要があり、従来では、仕分けコンベヤへの物品の投入時に、仕分け動作に支障を生じないようにするため、必要以上の搬送間隔で物品を投入していた。
【０００５】
そのため、仕分け作業の効率が悪く、仕分けコンベヤが有する仕分け能力を十分発揮できない問題があった。
【０００６】
そこで、本発明は、前述したような従来技術の問題点を解決し、仕分けコンベヤへ投入する物品の搬送間隔を自動的に調整して、仕分けコンベヤの仕分け能力を最大限に発揮させることができるインダクションコンベヤを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記目的のため、本発明のインダクションコンベヤは、仕分けコンベヤの搬送面上流端に搬送面の下流端が連続して略水平方向に配置された搬送ベルトと、
前記搬送ベルトを仕分けコンベヤの搬送速度に等しい搬送速度Ｖを基準にして加減速駆動可能な駆動源と、前記搬送ベルトの搬送面下流端近傍で仕分けコンベヤ側へ搬送する物品のうち搬送方向長が最小の物品の重心が乗り移るときに前記物品の後端が通過する位置に対応して配置された第１の物品検出センサと、
第１の物品検出センサから搬送ベルトの搬送面上流側に所定間隔ａだけ離間して配置された第２の物品検出センサと、第１の物品検出センサから搬送ベルトの搬送面上流側に仕分けコンベヤ上で指定される物品間の搬送間隔Ａに等しい間隔だけ離間して配置された第３の物品検出センサと、第３の物品検出センサから搬送ベルトの搬送面上流側に所定間隔ｂだけ離間して配置された第４の物品検出センサと、前記第１乃至第４の物品検出センサの出力信号に基づいて前記駆動源を制御し、搬送ベルトの搬送速度を変化させる駆動制御手段とを備えている。
【０００８】
前記駆動制御手段は、第１の物品検出センサが搬送ベルト上を搬送される先行物品後端を検出してから第２の物品検出センサが後続物品前端を検出するまでの時間ｔと、第４の物品検出センサが後続物品前端を検出してから、第１の物品検出センサが先行物品後端を検出するまでの時間ｔ’をそれぞれ計時する。
【０００９】
前記駆動制御手段は、第１の物品検出センサが先行物品後端を検出した時点で、第３の物品検出センサが後続物品を検出している場合には、第２の物品検出センサが後続物品前端を検出した時点から搬送ベルトを搬送速度Ｖから加速度−αで時間Δｔ／２だけ減速した後、加速度αで時間Δｔ／２だけ加速して前後の物品間を前記搬送間隔Ａに調整する。
【００１０】
また、第１の物品検出センサが先行物品後端を検出した時点で、第３の物品検出センサが後続物品を検出していない場合には、第１の物品検出センサが先行物品後端を検出した時点から、搬送ベルトを搬送速度Ｖから加速度αで時間Δｔ’／２だけ加速した後、加速度−αで時間Δｔ’／２減速して前後の物品間を指定された搬送間隔Ａに調整する。
【００１１】
だだし、ここで、
α＞０
Δｔ＝２√（（Ａ−ａ−Ｖｔ）／α）
Δｔ’＝２√（（ｂ−Ｖｔ’）／α）
ａ＝Ａ−α（（Ａ＋ｙ）／２Ｖ）²
ｂ＝Ａ＋α（（Ａ＋ｙ）／２Ｖ）²
ｙ：物品の最小搬送方向長
【００１２】
【作用】
インダクションコンベヤの搬送ベルトの搬送面上流端に順次投入される物品前後の搬送間隔が指定された搬送間隔より狭い場合には、先行物品の後端が第１の物品検出センサを通過した後、第２の物品検出センサが後続物品の前端を検出した時点から駆動制御手段によって搬送ベルトの搬送速度が搬送方向と逆方向の加速度−αで時間Δｔ／２だけ減速される。
【００１３】
一方、先行物品は、その後端が第１の物品検出センサの位置を通過した後は、物品重心が仕分けコンベヤ側へ移動し、その後は、仕分けコンベヤの搬送面上を速度Ｖで搬送される。
【００１４】
その結果、前後の物品間の搬送間隔は拡がりはじめる。そして、時間Δｔ／２経過後に、搬送ベルトの搬送速度は搬送方向の加速度αで時間Δｔ／２だけ加速され、再び、仕分けコンベヤと等しい搬送速度Ｖへ戻される。その後、後続物品が仕分けコンベヤへ移乗すると、仕分けコンベヤ上での前後の物品は、指定された搬送間隔Ａとなる。
【００１５】
また、インダクションコンベヤの搬送ベルトの搬送面上流端に順次投入される前後の物品の搬送間隔が、指定された搬送間隔Ａより広い場合には、後続物品の前端が第４の物品検出センサを通過した後、第１の物品検出センサが先行物品の前端を検出した時点から駆動制御手段によって搬送ベルトの搬送速度が一定の加速度αで時間Δｔ’／２だけ加速される。
【００１６】
先行物品は、その後端が第１の物品検出センサの位置を通過した後は、仕分けコンベヤの搬送面上を速度Ｖで搬送されるため、前後の物品間の搬送間隔は狭まりはじめる。
【００１７】
そして、時間Δｔ’／２経過後に、搬送ベルトの搬送速度は一定の加速度−αで時間Δｔ’／２だけ減速され、再び、仕分けコンベヤと等しい搬送速度Ｖへ戻される。
その後、後続物品が仕分けコンベヤへ乗り移ると、仕分けコンベヤ上での前後の物品は、指定された搬送間隔Ａとなる。
【００１８】
【実施例】
以下、図面に基づいて、本発明の実施例を説明する。図１に示すように、本発明のインダクションコンベヤ１は、仕分けコンベヤ２と搬入コンベヤ３の間に配置されている。
【００１９】
これらのコンベヤ１，２，３は、それぞれの物品Ｗを水平方向に搬送する搬送ベルト１Ａ，２Ａ，３Ａを有するベルトコンベヤで構成されており、仕分けコンベヤ２と搬入コンベヤ３は、一定の搬送速度で駆動されるようになっている。
【００２０】
搬入コンベヤ３の搬送速度は、仕分けコンベヤ２の搬送速度より小さく設定されており、また、インダクションコンベヤ１は、その搬送速度を図示していない変速自在な駆動源によって、仕分けコンベヤ２の搬送速度と等しい速度を基準として、一定の加速度で加速並びに減速を行えるように構成されている。
【００２１】
従って、インダクションコンベヤ１は、その搬送ベルト１Ａ上に載っている物品Ｗを途中で加速したり減速することによって、インダクションコンベヤ１から仕分けコンベヤ２に乗り移った先行物品に対して、後続物品の搬送間隔を拡げたり縮めたりできるようになっている。
【００２２】
インダクションコンベヤ１の搬送速度の加減速のタイミングを制御するために、前記インダクションコンベヤ１には、搬送ベルト１Ａの搬送面に載って搬送される物品Ｗを検出するための第１の物体検出センサＰＴ１、第２の物体検出センサＰＴ２、第３の物体検出センサＰＴ３、及び、第４の物体検出センサＰＴ４が設けられている。
【００２３】
これらの物品検出センサＰＴ１，ＰＴ２，ＰＴ３，ＰＴ４には、搬送ベルト１Ａの幅方向両側の定位置に対向して配置されている発光部と受光部で構成されるフォトセンサが用いられていて、受光部が対向する発光部から発せられる光を受光しているときはその信号出力はＯＦＦであり、物品Ｗが発光部と受光部の間を通過する際に、受光部へ入射する光が前記物品Ｗで遮られるとＯＮ信号を出力するようになっている。
【００２４】
また、これらの物品検出センサＰＴ１，ＰＴ２，ＰＴ３，ＰＴ４の出力信号は、図示しないマイクロコンピュータ等で構成された駆動制御手段に送られて演算処理され、前記駆動制御手段によって、インダクションコンベヤ１の駆動源が制御されるようになっている。
【００２５】
インダクションコンベヤ１の最下流側に配置されている物品検出センサＰＴ１は、インダクションコンベヤ１の下流端のやや手前で、仕分けコンベヤ２上流側端部の搬送ベルト２Ａが水平となる位置Ｏから間隔Ｌだけ搬送方向上流側に離れて配置されている。
【００２６】
前記間隔Ｌは、物品Ｗの後端が物品検出センサＰＴ１を通過した時点で、物品Ｗの重心が仕分けコンベヤ２の搬送ベルト２Ａ側に載るように、搬入コンベヤ３へ投入される物品Ｗの最小の搬送方向長さのものの略半分に設定されている。
【００２７】
したがって、物品Ｗが物品検出センサＰＴ１を通過した後は、仕分けコンベヤ２の搬送ベルト２Ａ側にその大半の重量が移動し、仕分けコンベヤの搬送速度で下流側に搬送される。
【００２８】
また、物品検出センサＰＴ２は、前記物品検出センサＰＴ１の上流側に所定間隔ａだけ離れた位置に配置されている。さらに、物品検出センサＰＴ３は、物品検出センサＰＴ１から搬送方向上流側に間隔Ａだけ隔てて配置されている。
【００２９】
なお、前記間隔Ａは、仕分けコンベヤ２上でとるべき物品Ｗ間の適正な搬送間隔に設定されている。
【００３０】
さらに、物品検出センサＰＴ４は、物品検出センサＰＴ３から上流側に所定間隔ｂを隔てた位置に配置されている。
【００３１】
次に、前述したように構成されている本発明のインダクションコンベヤ１の動作について説明する。
図２は、搬入コンベヤ３上で、狭い搬送間隔で搬送される前後の物品Ｗ１，Ｗ２を適正な搬送間隔Ａに調整して仕分けコンベヤ２側に受け渡す動作を示すものである。
【００３２】
同図（ａ）において、搬入コンベヤ３は搬送速度ｖで、また、仕分けコンベヤ２はこれより大きい搬送速度Ｖでそれぞれ駆動されており、この時点では、インダクションコンベヤ１は、仕分けコンベヤ２と同じ搬送速度Ｖで駆動されている。
【００３３】
したがって、搬入コンベヤ３上を搬送速度ｖで搬送されてきた先行物品Ｗ１は、インダクションコンベヤ１に乗り移るとこれより大きな搬送速度Ｖで搬送され、搬入コンベヤ３上を２つの物品Ｗ１，Ｗ２がくっついて搬送されてきた場合にも、先行する物品Ｗ１がインダクションコンベヤ１へ乗り移る際に後続の物品Ｗ２から引き離される。
【００３４】
物品検出センサＰ１が先行物品Ｗ１の後端を検出した時点で、物品検出センサＰ３が後続物品Ｗ２を検出している場合には、駆動制御手段は、先行物品Ｗ１と後続物品Ｗ２間の搬送間隔は適正な搬送間隔Ａよりも狭いと判断し、以下のような、搬送間隔を狭めるための制御を行う。
【００３５】
前記駆動制御手段は、物品検出センサＰＴ１の位置を物品Ｗ１の後端が通過した時点、すなわち、物品検出センサＰ１の出力信号がＯＮからＯＦＦへ反転した時点から前記駆動制御手段に内蔵されているタイマーが計時を開始し、図２（ｂ）のように、物品検出センサＰＴ２へ物品Ｗ２の前端が到達して、物品検出センサＰＴ２がＯＮになる時点までの経過時間ｔを計測する。
【００３６】
一方、物品検出センサＰＴ２が物品Ｗ２の前端を検出したときには、先行物品Ｗ１の後端は、物品検出センサＰＴ１の位置からさらにＶｔだけ前進しており、この時点での物品Ｗ１と物品Ｗ２の前後間隔は、ａ＋Ｖｔとなっている。
【００３７】
ここで、前記間隔を適正な搬送間隔Ａに調整するために、駆動制御手段は、インダクションコンベヤ１の搬送速度を仕分けコンベヤ２の搬送速度と等しい基準速度Ｖから一定の加速度−αで所定時間Δｔ／２だけ減速し、続けて前記加速度−αと大きさが等しい一定の加速度αで前記減速時間と等しい時間Δｔ／２だけ加速して、再びインダクションコンベヤ１の搬送速度を基準速度Ｖに戻す制御を行う。なお、ここで、α＞０である。
【００３８】
こうして、図２の（ｂ）の状態からさらに、時間がΔｔだけ経過すると、図２の（ｃ）のように、先行する物品Ｗ１は、同図（ｂ）の位置からさらにＶΔｔだけ前進し、一方、後続の物品Ｗ２の前端は、物品検出センサＰＴ２の位置から間隔ｘだけ前進し、両者の搬送間隔は間隔Ａに等しくなる。
【００３９】
このとき、先行物品Ｗ１の後端と、物品検出センサＰＴ２との間隔は、ａ＋Ｖｔ＋ＶΔｔであるから、前記適正な搬送間隔Ａは次式のように表すことができる。
Ａ＝（ａ＋Ｖｔ＋ＶΔｔ）−ｘ・・・（１）
ここで、物品Ｗ２が加速度−αで減速中に進む間隔は、Ｖ（Δｔ／２）−（１／２）α（Δｔ／２）²であり、一方、加速度αで加速中に進む間隔は、Ｖ₀（Δｔ／２）＋（１／２）α（Δｔ／２）²である。ただし、Ｖ₀は、物品Ｗ２の減速終了時の搬送速度であり、Ｖ₀＝Ｖ−α（Δｔ／２）である。
【００４０】
したがって、ｘ＝ＶΔｔ−α（Δｔ）²／４・・・（２）
よって、（１）式と（２）式から、Δｔを求めると、
Δｔ＝２√（（Ａ−ａ−Ｖｔ）／α ）・・・（３）
すなわち、計測された前記経過時間ｔから、物品Ｗ２の加減速時間Δｔが（３）式に基づいて算出される。
【００４１】
物品Ｗ２は、その重心が仕分けコンベヤ２側に乗り移る物品検出センサＰＴ１の位置を通過するときまでに、インダクションコンベヤ１は、搬送速度Ｖに戻っている必要があり、その条件は、取り扱う物品の最小搬送方向長をｙとすると、ａ＋ｙ≧ｘであるから、（２）式より、
ａ＋ｙ≧ＶΔｔ−α（Δｔ）²／４・・・（４）
ここで、ａはインダクションコンベヤ１の搬送速度の減速と加速によって、先行物品Ｗ１と後続物品Ｗ２との間隔を適正な搬送間隔Ａに修正することのできる最小間隔であり、（３）式でｔ＝０とすると、Δｔ＝２√（（Ａ−ａ）／α）であるから、このΔｔの値を（４）式に代入することによって、ａ＝Ａ−α（（Ａ＋ｙ）／２Ｖ）² ・・・（５）となる。
【００４２】
次に、図３は搬入コンベヤ３上で、前記適正な搬送間隔Ａよりも広い搬送間隔で搬送される前後の物品Ｗ１，Ｗ２を適正な搬送間隔Ａに調整して仕分けコンベヤ２側に受け渡す動作を示すものである。
【００４３】
前述した場合と同様に、搬入コンベヤ３は搬送速度ｖで、また、仕分けコンベヤ２は搬送速度Ｖでそれぞれ駆動されており、インダクションコンベヤ１は当初、仕分けコンベヤ２と同様に搬送速度Ｖで駆動されている。
【００４４】
図３（Ａ）に示すように、後続物品Ｗ２の前端が物品検出センサＰＴ４で検出された時点から、同図（Ｂ）のように、先行物品Ｗ１の後端が物品検出センサＰＴ１を通過するまでの時間ｔ’が駆動制御手段によって計測される。
【００４５】
物品検出センサＰ１が先行物品Ｗ１の後端を検出した時点で、物品検出センサＰ３が後続物品Ｗ２を検出していない場合には、駆動制御手段は、先行物品Ｗ１と後続物品Ｗ２間の搬送間隔は適正な搬送間隔Ａよりも広いと判断し、以下のような、搬送間隔を狭めるための制御を行う。
【００４６】
図３（Ｂ）のように、物品検出センサＰＴ１が物品Ｗ１の後端を検出したときには、後続物品Ｗ２の前端は、物品検出センサＰＴ４の位置からＶｔ’だけ前進しており、この時点での物品Ｗ１と物品Ｗ２の前後間隔は、Ａ＋ｂ−Ｖｔ’となっている。
【００４７】
ここで、前記間隔を適正な搬送間隔Ａに調整するために、駆動制御手段は、インダクションコンベヤ１の搬送速度を仕分けコンベヤ２の搬送速度と等しい基準速度Ｖから一定の加速度αで所定時間Δｔ’／２だけ加速し、続けて前記加速度αと大きさが等しい一定の加速度−αで前記加速時間と等しい時間Δｔ’／２だけ減速して、再びインダクションコンベヤ１の搬送速度を基準速度Ｖに戻す制御を行う。
【００４８】
こうして、図３の（Ｂ）の状態からさらに時間Δｔ’だけ経過すると、図３の（Ｃ）のように、先行する物品Ｗ１は、同図（Ｂ）の位置からさらにＶΔｔ’だけ前進し、また、後続の物品Ｗ２の前端は、間隔ｘ’だけ前進して、両者の搬送間隔は搬送間隔Ａに等しくなる。
【００４９】
図３（Ｂ）（Ｃ）を参照すると、物品検出センサＰＴ３から先行物品Ｗ１までの間隔は、
Ａ＋ＶΔｔ’＝Ａ＋ｘ’−（ｂ−Ｖｔ’）・・・（１’）
ここで、物品Ｗ２が加速度αで加速中に進む間隔は、Ｖ（Δｔ’／２）＋（１／２）α（Δｔ’／２）²であり、一方、加速度−αで減速中に進む間隔は、Ｖ₁（Δｔ’／２）−（１／２）α（Δｔ’／２）²である。ただし、Ｖ₁は、物品Ｗ２の加速終了時の速度であり、Ｖ₁＝Ｖ＋α（Δｔ’／２）である。
【００５０】
したがって、
ｘ’＝ＶΔｔ’＋α（Δｔ’）²／４・・・（２’）
（１’）式と（２’）式より、
Δｔ’＝２√（（ｂ−Ｖｔ’）／α ）・・・（３’）
すなわち、計測された前記経過時間ｔ’から、物品Ｗ２の加減速時間Δｔ’が（３’）式に基づいて算出される。
【００５１】
物品Ｗ２は、その重心が仕分けコンベヤ２側に乗り移る物品検出センサＰＴ１の位置を通過するときまでに、インダクションコンベヤ１は、搬送速度Ｖに戻っている必要があり、その条件は、取り扱う物品の最小搬送方向長をｙとして、ｂ＋Ａ＋ｙ≧ｘ’であるから、（２’）式より、
ｂ＋Ａ＋ｙ≧ＶΔｔ’＋α（Δｔ’）²／４・・・（４’）
ここで、ｂはインダクションコンベヤ１の搬送速度の減速と加速によって、先行物品Ｗ１と後続物品Ｗ２との間隔を適正な搬送間隔Ａに修正することのできる最大間隔であり、（３’）式でｔ’＝０とすると、Δｔ’＝２√（ｂ／α）であるから、このΔｔ’の値を（４’）式に代入することによって、ｂ＝Ａ＋α（（Ａ＋ｙ）／２Ｖ）²・・・（５’）となる。
【００５２】
前述した実施例においては、物品検出センサＰＴ１〜ＰＴ４に発光部と受光部を搬送面の両側に対向させた透過型のフォトセンサを用いているが、これに限らず、発光部と受光部を一体にした反射型のフォトセンサ等、他の形式の物品検出センサを用いてもよい。
【００５３】
また、本実施例では、インダクションコンベヤ１に搬入コンベヤ３を用いて物品を投入しているが、搬入コンベヤ３を用いずに、人手によって直接インダクションコンベヤへ投入するようにしてもよく、その場合、ある程度、投入間隔にばらつきを生じても、インダクションコンベヤ１によって自動的に修正され、最適な搬送間隔で仕分けコンベヤへ物品を供給することができる。
【００５４】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明のインダクションコンベヤによれば、仕分けコンベヤへ、常に最適な搬送間隔で物品を投入するように、搬送中に物品の搬送間隔を自動的に調整する構造であるため、仕分けコンベヤの仕分け能力を最大限に発揮させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のインダクションコンベヤの１実施例を示す概略側面図である。
【図２】本発明のインダクションコンベヤ上で物品の搬送間隔を拡げる場合の動作説明図である。
【図３】本発明のインダクションコンベヤ上で物品の搬送間隔を狭める場合の動作説明図である。
【符号の説明】
１インダクションコンベヤ
２仕分けコンベヤ
３搬入コンベヤ
１Ａ，２Ａ，３Ａ搬送ベルト
ＰＴ１，ＰＴ２，ＰＴ３，ＰＴ４物品検出センサ

Claims

仕分けコンベヤの搬送面上流端に搬送面の下流端が連続して略水平方向に配置された搬送ベルトと、
前記搬送ベルトを仕分けコンベヤの搬送速度に等しい搬送速度Ｖを基準にして加減速駆動可能な駆動源と、
前記搬送ベルトの搬送面下流端近傍で仕分けコンベヤ側へ搬送する物品のうち搬送方向長が最小の物品の重心が乗り移るときに前記物品の後端が通過する位置に対応して配置された第１の物品検出センサと、
第１の物品検出センサから搬送ベルトの搬送面上流側に所定間隔ａだけ離間して配置された第２の物品検出センサと、
第１の物品検出センサから搬送ベルトの搬送面上流側に仕分けコンベヤ上で指定される物品間の搬送間隔Ａに等しい間隔だけ離間して配置された第３の物品検出センサと、
第３の物品検出センサから搬送ベルトの搬送面上流側に所定間隔ｂだけ離間して配置された第４の物品検出センサと、
前記第１乃至第４の物品検出センサの出力信号に基づいて前記駆動源を制御し、搬送ベルトの搬送速度を変化させる駆動制御手段とを備え、
前記駆動制御手段は、第１の物品検出センサが搬送ベルト上を搬送される先行物品後端を検出してから第２の物品検出センサが後続物品前端を検出するまでの時間ｔと、第４の物品検出センサが後続物品前端を検出してから、第１の物品検出センサが先行物品後端を検出するまでの時間ｔ’をそれぞれ計時するとともに、
第１の物品検出センサが先行物品後端を検出した時点で、第３の物品検出センサが後続物品を検出している場合には、第２の物品検出センサが後続物品前端を検出した時点から搬送ベルトを搬送速度Ｖから加速度−αで時間Δｔ／２だけ減速した後、加速度αで時間Δｔ／２だけ加速して前後の物品間を前記搬送間隔Ａに調整し、
第１の物品検出センサが先行物品後端を検出した時点で、第３の物品検出センサが後続物品を検出していない場合には、第１の物品検出センサが先行物品後端を検出した時点から、搬送ベルトを搬送速度Ｖから加速度αで時間Δｔ’／２だけ加速した後、加速度−αで時間Δｔ’／２減速して前後の物品間を所定の搬送間隔Ａに調整するようにしたことを特徴とするインダクションコンベヤ。
ただし、ここで、
α＞０
Δｔ＝２√（（Ａ−ａ−Ｖｔ）／α）
Δｔ’＝２√（（ｂ−Ｖｔ’）／α）
ａ＝Ａ−α（（Ａ＋ｙ）／２Ｖ）²
ｂ＝Ａ＋α（（Ａ＋ｙ）／２Ｖ）²
ｙ：物品の最小搬送方向長